CN101368206B - 测序反应小室、基因测序反应台及基因测序设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种测序反应小室，用于DNA片段与试剂进行测序反应，包括：反应腔，所述反应腔的一侧内壁上固定多个DNA片段；试剂入口和试剂出口，分别设于反应腔另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔中和供试剂从反应腔中流出。本发明将多个DNA片段固定在小容量反应腔中以作为测序时的短标签阵列，使得测序反应在没有扩散势垒的试剂中进行，大大提高试剂与DNA片段的可接触性，进而缩短反应时间；对试剂的浓度和剂量要求较低，即对试剂的消耗较少，降低测序成本。而多个DNA片段的同时固定在一个反应小室里为对于多个片断的平行反应的实现提供一个平台。本发明实现高通量测序的自动化，可实现快速测序反应。

Description

测序反应小室、基因测序反应台及基因测序设备
技术领域
本发明涉及核苷酸领域，特别涉及一种测序反应小室、基因测序反应台及基因测序设备。
背景技术
现有传统测序技术普遍采用凝胶电泳的方式来区分不同碱基长度。
现有一种技术是在DNA聚合时加入双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)，双脱氧核苷三磷酸在脱氧核糖的3’位置缺少一个羟基，故不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键。在存在ddCTP、dCTP和三种其他的dNTP的情况下，将引物、模板和DNA聚合酶一起保温，形成一种全部具有相同的5′-引物端和以ddC残基为3’端结尾的一系列长短不一片段的混合物，对于四种碱基，每组制品中(选用标记四个碱基中的任一种)的各个组分将按其链长的不同得到分离，制得相应的放射性自显影，或荧光图谱。从所得图谱即可直接读得DNA的碱基序列。采用该现有技术为对于基因片段单独一个一个的测序，读序比较长；由于基因片段必须每一个单独操作上样，导致通量无法得到很大程度上的提高，目前仍然为十个到几十。另外该现有技术对每一个基因片段都需要单独地进行克隆，工作繁琐而且时间周期长。
现有另一种技术是寡核苷酸阵列，又称DNA芯片技术，一般采取利用事先在芯片表面准备的寡核苷酸阵列来做为杂交探针，将须测样品的基因片段处理成靶片断，通过对探针和靶的杂交来测定样品中基因片段的序列和数量。由于探针只能是根据已知序列事先合成，所以该现有技术是一个封闭设备，不能测定未知序列，只能是对样品中是否含已知的基因片段进行分析。该现有技术采用在同一基底上合成多种探针，具有高通量的特点，但是由于杂交反应是非独立进行，各序列间相互影响较大，所以数据准确性不够。
发明内容
本发明目的之一在于提出一种测序反应设备，实现高通量快速测序反应。
本发明提出一种测序反应小室，用于DNA片段与试剂进行测序反应，包括：反应腔，所述反应腔的一侧内壁上固定多个DNA片段；试剂入口和试剂出口，分别设于反应腔另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔中和供试剂从反应腔中流出。
优选地，上述测序反应小室包括：平行相对的带孔盖样片、载样片，和夹在带孔盖样片和载样片之间的垫片；所述垫片中部设有通孔，垫片的两面分别与带孔盖样片和载样片紧密贴合，通孔与带孔盖样片内侧和载样片内侧形成封闭的反应腔；所述载样片内侧作为反应腔的一侧内壁固定DNA片段；作为反应腔的另一侧内壁，带孔盖样片两端设有第一通孔和第二通孔，分别将所述反应腔与外部导通，形成试剂入口和试剂出口。
优选地，上述垫片的通孔采用两段狭小中部宽大的叶状，通孔狭小的两端分别与带孔盖样片的第一通孔和第二通孔对应，形成试剂入口和试剂出口。
优选地，上述测序反应小室固定DNA片段的一侧和/或另一侧为透明。
优选地，上述DNA片段附着在至少一小珠上，所述至少一小珠固定在反应腔内壁。
优选地，上述DNA片段分别直接固定在所述反应腔的一侧内壁上。
本发明还提供一种基因测序反应台，用于实现并控制DNA片段与试剂进行测序反应，包括：内壁固定多个DNA片段的测序反应小室；对测序反应进行加热和温度控制的温度控制组件；和对测序反应试剂进行控制的试剂控制组件。
优选地，上述温度控制组件包括加热组件和测温组件；测温组件对测序反应的温度进行实时测定，测得的反应温度用于控制加热组件对测序反应小室进行加热。
优选地，上述基因测序反应台还包括加热玻片，用于实现对测序反应加热；加热玻片覆在所述测序反应小室外，由加热组件加热，通过测序反应小室热传导实现为反应腔中的测序反应加热并控制反应温度。
优选地，上述基因测序反应台对测序反应小室固定DNA片段的一侧或另一侧进行加热。
优选地，上述试剂控制组件包括：贮存至少一种试剂的试剂仓；从所述试剂仓贮存的至少一种试剂中选取一种或几种试剂的试剂阀门；将选取的试剂注入所述测序反应小室的试剂注入组件；和将经过测序反应的试剂从测序反应小室中导出的试剂导出组件。
优选地，上述测序反应小室采用平放、直立或倾斜放置。
本发明还提出一种基因测序设备，用于实现并控制DNA片段与试剂进行测序反应，并对测序反应进行数据采集和处理，包括：内壁固定多个DNA片段，用于进行基因测序反应的测序反应小室；用于对测序反应观察和/或成像的成像组件；采集成像数据的数据采集组件；和对测序反应进行控制，处理采集到的成像数据的控制组件。
优选地，上述测序反应小室包括：反应腔，所述反应腔的一侧内壁上固定多个DNA片段；试剂入口和试剂出口，分别设于反应腔另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔中和供试剂从反应腔中流出。
优选地，上述DNA片段附着在至少一小珠上，至少一小珠固定在测序反应小室一侧内壁上；或所述DNA片段分别直接固定在所述测序反应小室的一侧内壁上。
优选地，上述基因测序设备还包括：测温组件，对测序反应的温度进行实时测定，将测得的反应温度发送给所述控制组件，供控制组件分析测得的反应温度，产生温度控制指令；加热组件，根据所述控制组件发出的温度控制指令对所述测序反应小室进行加热。
优选地，上述基因测序设备还包括：根据所述控制组件控制，对测序反应试剂进行选取、注入和/或导出的试剂控制组件。
优选地，上述成像组件包括：固定于测序反应小室一侧的光源；位于测序反应小室同侧的成像器件和透镜组；所述成像器件通过透镜组对所述测序反应小室进行成像。
上述测序反应小室采用平放、直立或倾斜放置。
优选地，上述基因测序设备还包括：支撑组件，将所述测序反应小室和成像组件分别固定和/或排布，使基因测序设备平稳。
上述支撑组件还包括：调节装置，供调节测序反应小室和成像组件之间的位置关系。
本发明将多个DNA片段固定在小容量反应腔中以作为测序时的短标签阵列，使得测序反应在没有扩散势垒的试剂中进行，大大提高试剂与DNA片段的可接触性，进而缩短反应时间；对试剂的浓度和剂量要求较低，即对试剂的消耗较少，降低测序成本。而多个DNA片段的同时固定在一个反应小室里为对于多个片断的平行反应的实现提供一个平台。本发明实现高通量测序的自动化，可整合反应温度控制、试剂控制、成像、数据采集和处理等多种功能，可实现快速测序反应，且读出序列的通量较大，效率较高。
附图说明
图1是本发明第一实施例的测序反应小室结构示意图；
图2是本发明第二、第七实施例的测序反应小室详细结构示意图；
图3是本发明第二实施例的反应腔结构爆炸示意图；
图4是本发明第三实施例的基因测序反应台组件结构示意图；
图5是本发明第三实施例的基因测序反应台详细结构示意图；
图6是本发明第四实施例的基因测序反应台另一详细结构示意图；
图7是本发明第五实施例的基因测序设备组件结构示意图；
图8是本发明第六实施例的基因测序设备详细组件结构示意图；
图9是本发明第七、第八实施例的基因测序设备部分组件结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明通过将多个DNA片段固定在测序反应小室中以作为测序时的短标签阵列，使试剂直接流过DNA片段，避免了扩散势垒，实现试剂DNA片段发生测序反应。
本发明提出第一实施例。参照图1所示的测序反应小室结构示意图，测序反应小室1包括反应腔11、试剂入口12和试剂出口13，反应腔11的一侧内壁上固定多个DNA片段100，试剂入口12和试剂出口13分别设于反应腔11另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔11中和供试剂从反应腔11中流出。
上述反应腔11固定DNA片段100的一侧和/或另一侧为透明。
利用本测序反应小室1进行基因测序，是将多个DNA片段100固定在反应腔11中，供试剂通过试剂入口12流入反应腔11，与DNA片段100发生测序反应；透过反应腔11固定DNA片段100的一侧，对发生测序反应的DNA片段观察和/或成像；经过测序反应的试剂从试剂出口13流出反应腔11。
本实施例的DNA片段100可以分别固定在所述反应腔11的一侧内壁上；也可以附着在至少一小珠上，至少一小珠固定在反应腔内壁。
具体来说，DNA片段分别固定在所述反应腔11的一侧内壁上，是将由软性物质制成的带有至少一位点阵列的罩具压覆在一表面，作为DNA分子之间的分隔物，DNA分子相互分隔开并单独扩增，扩增后在该表面上形成符合至少一位点阵列的可寻址的DNA片段阵列。固定了DNA片段100的该表面即反应腔11的一侧内壁。
DNA片段100附着在至少一小珠上，至少一小珠固定在反应腔内壁，是将DNA片段通过在DNA链末端标记生物素的方法固定在离散的固体表面例如平面上的独立位点或者独立的小珠上，所述独立位点或者小珠固定在反应腔内壁形成符合至少一位点的阵列。
基于上述第一实施例，本发明以DNA片段固定在小珠为例提出第二实施例。参照图2所示的测序反应小室详细结构示意图，测序反应小室1包括平行相对的带孔盖样片14、载样片15，和夹在带孔盖样片14和载样片15之间的垫片16。结合图3所示的反应腔结构爆炸示意图，垫片16中部设有通孔161，垫片16的两面分别与带孔盖样片14和载样片15紧密贴合，通孔161与带孔盖样片14内侧和载样片15内侧形成封闭的反应腔11。载样片15内侧作为反应腔11的一侧内壁固定多个小珠10，小珠10上分别固定DNA片段100(图未示)。作为反应腔11的另一侧内壁，带孔盖样片14两端设有第一通孔141和第二通孔142，分别将反应腔11与外部导通，形成试剂入口12和试剂出口13。
本实施例中，小珠10为玻璃制成，按照预先设定的至少一位点固定在载样片15内侧，形成富集的小珠阵列或平面点阵。
上述带孔盖样片14选用平整的玻片或石英片；采用激光或机械钻孔工艺形成第一通孔141和第二通孔142。载样片15选用平整的玻片。带孔盖样片14和/或载样片15为透明。垫片16选用自粘性垫片，优选采用软性高分子材料如硅胶、橡胶、PDMA、聚苯乙烯等，两面可分别与带孔盖样片14和载样片15粘贴，优选为垫片16自粘贴。垫片16的通孔161采用两段狭小中部宽大的叶状，通孔161狭小的两端分别与带孔盖样片14的第一通孔141和第二通孔142对应，形成试剂入口12和试剂出口13。垫片16分别与带孔盖样片14和载样片15大面积接触形成非强压力条件下的密封。
本实施例可通过改变垫片16的厚度和通孔161的面积实现不同容量和尺寸的测序反应小室。垫片16的厚度可以根据需要选择，优选方案为从0.125mm到0.5mm；通孔161的面积也可根据需要选择，优选采用240mm2，形成的反应腔11优选容量为60微升。
本实施例提出通孔161的面积为240mm2为优选方案，该方案足以以50％的填充率容纳多于5百万个直径为5um的小珠10，或可容纳1600万个直径为3um的塑料珠，或可容纳1亿2000万个直径为1um的小珠10。本实施例提出垫片16的厚度为250um为优选方案，结合上述通孔161的面积为240mm2，形成的反应腔11优选容量为60微升。该优选方案保证昂贵的试剂(如连接酶和荧光寡核苷酸、聚合酶和荧光核苷酸)可以被最大限度地利用。
本实施例可供灵活选择反应腔11容量以适应实际要求，仅需要更换垫片16的尺寸即可实现改变反应腔11容量。由于一般测序预实验要求只耗费少量的试剂以确定一项试验计划的可行性，上述特性对于测序预实验尤其有利。由于反应腔11容量可以较小，没有扩散势垒，测序反应速度很快从而使得每次测序反应耗费的试剂很少，仅约相当于现有技术方案的10％，进一步降低测试成本。
为便于注入试剂，本实施例还设置试剂入口导管17和试剂出口导管18，分别与试剂入口12和试剂出口13连通，实现将试剂导入反应腔11和将试剂从反应腔11中导出。
利用本测序反应小室1进行基因测序的工作原理与上一实施例类似，具体是将多个小珠10固定在载样片15内侧。试剂沿试剂入口导管17，通过试剂入口12流入反应腔11，与小珠10上的DNA片段100发生测序反应。透过载样片15和/或带孔盖样片14对发生测序反应的DNA片段100观察和/或成像；经过测序反应的试剂通过试剂出口13，沿试剂出口导管18流出反应腔11。
本发明提出第三实施例，参照图4所示，一种基因测序反应台包括测序反应小室1、对测序反应进行加热和温度控制的温度控制组件2和对测序反应试剂进行控制的试剂控制组件3。
温度控制组件2包括加热组件21和测温组件22，测温组件22对测序反应的温度进行实时测定，测得的反应温度用于控制加热组件21对测序反应小室1进行加热。
为便于实现测序反应温度控制，本实施例在前述实施例基础上提出采用盖玻片19实现对测序反应加热。参照图5所示的基因测序反应台详细结构示意图，盖玻片19覆在测序反应小室1外，盖玻片19由加热组件21加热，通过测序反应小室1热传导实现为反应腔11中的测序反应加热并控制反应温度。盖玻片19优选采用氧化铟锡(ITO)镀膜玻片。
试剂控制组件3包括试剂仓31、试剂阀门32、试剂注入组件33和试剂导出组件34。其中试剂仓31贮存至少一种试剂，试剂阀门32从多种试剂中选取一种或几种试剂；试剂注入组件33通过试剂入口导管17将选取的试剂注入测序反应小室1的反应腔11；试剂导出组件34将经过测序反应的试剂沿试剂出口导管18，从测序反应小室1中导出。
本实施例的试剂注入组件33和/或试剂导出组件34选用注射器式的液体泵实现。
优选的，本实施例提出测序反应小室1包括平行相对的带孔盖样片14、载样片15，和夹在带孔盖样片14和载样片15之间的垫片16。参照图5，垫片16中部设有通孔161，垫片16的两面分别与带孔盖样片14和载样片15紧密贴合，通孔161与带孔盖样片14内侧和载样片15内侧形成封闭的反应腔11。载样片15内侧作为反应腔11的一侧内壁固定多个DNA片段100(图未示)或多个附着了DNA片段的小珠10(以下简称小珠10)。本实施例的盖玻片19覆在测序反应小室1带孔盖样片14的外侧，盖玻片19由加热组件21加热，通过带孔盖样片14热传导实现为反应腔11中的测序反应加热并控制反应温度。即盖玻片19对测序反应小室1未固定DNA片段100或小珠10的一侧(即前文所述另一侧)加热。
盖玻片19优选采用氧化铟锡(ITO)镀膜玻片。带孔盖样片14采用玻片或石英片以实现良好的热传导。
利用本基因测序反应台进行基因测序，具体是将多个DNA片段100或小珠10固定在测序反应小室1内。试剂阀门32选取试剂仓31中的试剂，试剂注入组件33通过试剂入口导管17将试剂注入测序反应小室1。加热组件21根据测温组件22测得的反应温度对盖玻片19加热，对测序反应实现温度控制。反应腔11中的试剂与DNA片段100发生测序反应，透过测序反应小室1对发生测序反应的DNA片段100观察和/或成像。试剂导出组件34将经过测序反应的试剂沿试剂出口导管18，从测序反应小室1中导出。
本实施例的盖玻片19和带孔盖样片14均具有一定的牢固性，热传导性能良好，可重复用于多次测序反应，实现进一步降低测序反应成本；盖玻片19和带孔盖样片14透光性好，有利于对发生测序反应的DNA片段100观察和/或成像。利用本实施例进行测序反应可以用普通功率的汞短弧光灯作为光源，用普通的成像器件清晰地观察和/或成像，极大地降低测序成本。
基于上述实施例，本发明提出第四实施例，控制测序反应的温度和试剂，以便采集并处理成像数据。
一种基因测序反应台包括测序反应小室1、对测序反应进行加热和温度控制的温度控制组件2和根据所述控制组件控制，对测序反应试剂进行选取、注入和/或导出的试剂控制组件3。
参照图6，与第三实施例相比，本实施例的盖玻片19紧密贴覆在测序反应小室1载样片15的外侧，盖玻片19由加热组件21加热，通过载样片15热传导实现为反应腔11中的测序反应加热并控制反应温度。即盖玻片19对测序反应小室1固定多个DNA片段100(图未示)或小珠10的一侧加热。盖玻片19优选采用氧化铟锡(ITO)镀膜玻片。载样片15采用透光的玻片或石英片以实现良好的热传导。
本实施例的盖玻片19和载样片15均具有一定的牢固性，热传导性能良好，可重复用于多次测序反应，实现进一步降低测序反应成本；盖玻片19和载样片15透光性好，有利于对发生测序反应的DNA片段100观察和/或成像。利用本实施例进行测序反应可以用普通功率的汞短弧光灯作为光源，可用普通的成像器件清晰地观察和/或成像，极大地降低测序成本。
本实施例还包括底座7，固定测序反应小室1，保持其平稳以便进行测序反应。
本实施例与上述实施例的测序反应小室1均可采用平放，也可采用直立或倾斜放置。例如第二实施例的测序反应小室1，其平行相对的带孔盖样片14、载样片15可以与水平面平行、垂直或呈一定夹角倾斜，使试剂入口12和试剂出口13不处于同一水平面。为提高成像效果，本实施例提出将测序反应小室1直立放置，试剂从反应腔11一端注入反应腔11，从另一端导出反应腔11。上述一端可以比另一端高，也可比另一端低。
优选地，本实施例提出将试剂从反应腔11较低的一端注入反应腔11，从较高的另一端导出反应腔11，可使试剂充满反应腔11，与多个DNA片段100充分接触，保证DNA片段100与试剂充分发生测序反应，进而使成像数据质量更高。
本发明提出第五实施例，如图7所示的基因测序设备，包括内壁固定多个DNA片段，用于进行基因测序反应的测序反应小室1、用于对测序反应观察和/或成像的成像组件4、采集成像数据的数据采集组件5和对测序反应的温度和/或试剂进行控制，处理采集到的成像数据的控制组件6。
测序反应设备还包括对测序反应进行加热和温度控制的温度控制组件2和对测序反应试剂进行控制的试剂控制组件3。控制组件6控制温度控制组件2实现对测序反应进行加热和温度控制；控制试剂控制组件3实现对测序反应试剂的控制。成像组件4对测序反应小室1中测序反应采集成像数据，获得的成像数据经数据采集组件5发送给控制组件6，控制组件6对成像数据进行管理和分析处理。
基于上述实施例，本发明提出第六实施例，如图8所示的基因测序设备。本实施例基因测序设备的温度控制组件2包括加热组件21和测温组件22，测温组件22对测序反应的温度进行实时测定，将测得的反应温度发送给控制组件6。控制组件6分析测得的反应温度，产生温度控制指令并发送给加热组件21，控制加热组件21对测序反应小室1进行加热，具体是采用氧化铟锡(ITO)镀膜玻片实现加热。
本实施例的试剂控制组件3包括试剂仓31、试剂阀门32、试剂注入组件33和试剂导出组件34。其中试剂仓31贮存多种试剂；控制组件6控制试剂阀门32从多种试剂中选取一种或几种试剂，进而控制试剂注入组件33通过试剂入口导管17注入测序反应小室1的反应腔11。控制组件6控制试剂导出组件34将经过测序反应的试剂沿试剂出口导管18，从测序反应小室1中导出。
本实施例的成像组件4包括光源41、透镜组42和成像器件43(图8未示)，光源41固定于测序反应小室1的一侧，成像器件43和透镜组42位于测序反应小室1的同侧，成像器件43通过透镜组42对测序反应小室1进行成像。具体来说，光源41采用荧光光源；透镜组42包括入射光滤色片、分光镜、聚焦成像透镜组和出射光滤色片；成像器件43采用CCD探头。
本实施例产生的测序反应成像信号强度很高，可采用常规的汞短弧光灯作为光源41实现对测序反应小室1的照明，并且使得成像器件43可采用大规格CCD探头实现，具体可采用如400万到1100万像素的CCD探头。本实施例的数据采集组件5采用读出器(亚秒全幅时间)实现，可实现高速率数据采集并提高全部数据的通量。本实施例可供灵活选择测序反应小室1尺寸及容量以适应实际要求较小尺寸的测序反应小室1使得可以利用整个成像器件43的像素，而单幅成像时间仅需0.5-5秒即可获取测序所需的足够成像数据。
本实施例的光源41通过分光滤色设备和透镜组42组成聚焦成像设备照射到测序反应小室1中的DNA片段100上，还可采用自动切换关学滤色模块实现多色成像。
本实施例对成像数据进行分析，还可建立数据库以管理成像数据。具体来说，采用数据库储存并管理至少一位点得到的图像数据，从中提取生成反映计算后信号强度的数据文件。
本实施例的基因测序设备由控制组件6控制进行DNA片段循环测序，整合反应温度控制、试剂控制、成像、数据采集和处理等多种功能。
基于上述实施例，本发明提出第七实施例。参照图2，基因测序设备的测序反应小室1包括平行相对的带孔盖样片14、载样片15，和夹在带孔盖样片14和载样片15之间的垫片16。垫片16中部设有通孔161，垫片16的两面分别与带孔盖样片14和载样片15紧密贴合，通孔161与带孔盖样片14内侧和载样片15内侧形成封闭的反应腔11。载样片15内侧作为反应腔11的一侧内壁固定多个DNA片段100(图未示)或小珠10。
结合图9，本实施例的光源41固定于测序反应小室1的带孔盖样片14一侧，成像器件43和透镜组42位于测序反应小室1的同侧，成像器件43通过透镜组42透过载样片15对反应腔11中的测序反应进行成像。
本实施例的光源41也可固定于测序反应小室1的载样片15一侧，成像器件43和透镜组42位于测序反应小室1的带孔盖样片14一侧，成像器件43通过透镜组42透过带孔盖样片14对反应腔11中的测序反应进行成像。采用该方案与透过载样片15对反应腔11中的测序反应进行成像方案相比，测序反应更充分，成像效果好，但基因测序设备结构较为复杂。
基于上述各实施例，本发明提出第八实施例。参照图9示出的基因测序设备部分结构，基因测序设备还包括支撑组件8，将基因测序设备的测序反应小室1、温度控制组件2、试剂控制组件3(图未示)和成像组件4等多个组件分别固定或排布，使组件间满足上述位置关系和工作关系，并使得基因测序设备平稳。
具体来说，支撑组件8包括设备底板81、架设在设备底板81上的平台82，和实现82平稳、减少晃动的至少二支柱83。支撑组件8还包括分别与平台82垂直的第一支柱84和第二支柱85，第一支柱84和第二支柱85平行并立，分别固定承托测序反应小室1、温度控制组件2、试剂控制组件3(图未示)和成像组件4等多个组件。为便于操作本实施例的基因测序设备，第一支柱84和第二支柱85上还可设置调节装置，以调节测序反应小室1、温度控制组件2、试剂控制组件3(图未示)和成像组件4等多个组件的位置关系。调节装置可采用旋钮结合螺杆实现。
本实施例进行测序反应过程如下：测序反应的多种不同反应试剂通过试剂阀门32分装在试剂仓31中。进行测序反应时，由控制组件6选取所需试剂，并控制试剂注入组件33抽取定量试剂，注入到测序反应小室1。温度控制组件2调节控制测序反应小室1内温度，以保证测序反应的进行。在每一个反应结束后，控制组件6从试剂仓31选取清洗试剂，清洗测序反应小室1，然后换取下一步反应的试剂。在所有的测序反应步骤结束后，DNA片断的碱基的信息通过成像组件4记录下来。通过调节调节装置使测序反应小室1中固定在不同位置的DNA片断分别对准成像组件4，以便对测序反应小室1中每一处成像面积上的DNA片断采集成像数据，供储存和后期序列分析。
本实施例与上述实施例的测序反应小室1均可采用平放，也可采用直立或倾斜放置。例如第二实施例的测序反应小室1，其平行相对的带孔盖样片14、载样片15可以与水平面平行、垂直或呈一定夹角倾斜，使试剂入口12和试剂出口13不处于同一水平面。
为避免气泡影响成像，保证成像效果，本实施例提出测序反应小室1直立放置，试剂从反应腔11底端注入反应腔11，从顶端导出反应腔11。
测序反应小室1也可倾斜放置，测序反应小，室1两端间具有以高度差。将试剂从反应腔11较低的一端注入反应腔11，从较高的另一端导出反应腔11，可使试剂充满反应腔11，与DNA片段100充分接触，保证DNA片段100与试剂充分发生测序反应，并且避免气泡影响成像效果，使成像数据质量更高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (20)

1.一种测序反应小室，用于DNA片段与试剂进行测序反应，包括：
平行相对的带孔盖样片、载样片，和夹在带孔盖样片和载样片之间的垫片；
所述垫片中部设有通孔，垫片的两面分别与带孔盖样片和载样片紧密贴合，通孔与带孔盖样片内侧和载样片内侧形成封闭的反应腔；
所述反应腔的一侧内壁上固定多个DNA片段；
所述载样片内侧作为反应腔的一侧内壁固定DNA片段；
作为反应腔的另一侧内壁，带孔盖样片两端设有第一通孔和第二通孔，分别将所述反应腔与外部导通，形成试剂入口和试剂出口；
试剂入口和试剂出口，分别设于反应腔另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔中和供试剂从反应腔中流出。
2.如权利要求1所述的测序反应小室，其特征在于：
所述垫片的通孔采用两段狭小中部宽大的叶状，通孔狭小的两端分别与带孔盖样片的第一通孔和第二通孔对应，形成试剂入口和试剂出口。
3.如权利要求1至2任意一项所述的测序反应小室，其特征在于：
所述测序反应小室固定DNA片段的一侧和/或另一侧为透明。
4.如权利要求1至2任意一项所述的测序反应小室，其特征在于：
所述DNA片段附着在至少一小珠上，所述至少一小珠固定在反应腔内壁。
5.如权利要求1至2任意一项所述的测序反应小室，其特征在于：
所述DNA片段分别直接固定在所述反应腔的一侧内壁上。
6.一种根据权利要求1所述的测序反应小室的基因测序反应台，用于实现并控制DNA片段与试剂进行测序反应，包括：
测序反应小室；
对测序反应进行加热和温度控制的温度控制组件；
和对测序反应试剂进行控制的试剂控制组件。
7.如权利要求6所述的基因测序反应台，其特征在于：
所述温度控制组件包括加热组件和测温组件；
测温组件对测序反应的温度进行实时测定，测得的反应温度用于控制加热组件对测序反应小室进行加热。
8.如权利要求7所述的基因测序反应台，其特征在于：
还包括加热玻片，用于实现对测序反应加热；
加热玻片覆在所述测序反应小室外，由加热组件加热，通过测序反应小室热传导实现为反应腔中的测序反应加热并控制反应温度。
9.如权利要求6至8任意一项所述的基因测序反应台，其特征在于：
对测序反应小室固定DNA片段的一侧或另一侧进行加热。
10.如权利要求6所述的基因测序反应台，其特征在于，所述试剂控制组件包括：
贮存至少一种试剂的试剂仓；
从所述试剂仓贮存的至少一种试剂中选取一种或几种试剂的试剂阀门；
将选取的试剂注入所述测序反应小室的试剂注入组件；
和将经过测序反应的试剂从测序反应小室中导出的试剂导出组件。
11.如权利要求6、7、8或10所述的基因测序反应台，其特征在于：
所述测序反应小室采用平放、直立或倾斜放置。
12.一种根据权利要求1所述的测序反应小室的基因测序设备，用于实现并控制DNA片段与试剂进行测序反应，并对测序反应进行数据采集和处理，包括：
测序反应小室；
用于对测序反应观察和/或成像的成像组件；
采集成像数据的数据采集组件；
和对测序反应进行控制；处理采集到的成像数据的控制组件。
13.如权利要求12所述的基因测序设备，其特征在于，所述测序反应小室包括：
反应腔，所述反应腔的一侧内壁上固定多个DNA片段；
试剂入口和试剂出口，分别设于反应腔另一侧内壁的两端，分别用于供试剂流入反应腔中和供试剂从反应腔中流出。
14.如权利要求12所述的基因测序设备，其特征在于：
所述DNA片段附着在至少一小珠上，至少一小珠固定在测序反应小室一侧内壁上；或
所述DNA片段分别直接固定在所述测序反应小室的一侧内壁上。
15.如权利要求12至14任意一项所述的基因测序设备，其特征在于，还包括：
测温组件，对测序反应的温度进行实时测定，将测得的反应温度发送给所述控制组件，供控制组件分析测得的反应温度，产生温度控制指令；
加热组件，根据所述控制组件发出的温度控制指令对所述测序反应小室进行加热。
16.如权利要求12至14任意一项所述的基因测序设备，其特征在于，还包括：
根据所述控制组件控制，对测序反应试剂进行选取、注入和/或导出的试剂控制组件。
17.如权利要求12至14任意一项所述的基因测序设备，其特征在于，所述成像组件包括：
固定于测序反应小室一侧的光源；
位于测序反应小室同侧的成像器件和透镜组；
所述成像器件通过透镜组对所述测序反应小室进行成像。
18.如权利要求12至14任意一项所述的基因测序设备，其特征在于：
所述测序反应小室采用平放、直立或倾斜放置。
19.如权利要求12至14任意一项所述的基因测序设备，其特征在于，还包括：
支撑组件，将所述测序反应小室和成像组件分别固定和/或排布，使基因测序设备平稳。
20.如权利要求19所述的基因测序设备，其特征在于，所述支撑组件还包括：
调节装置，供调节测序反应小室和成像组件之间的位置关系。
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Denomination of invention: Sequencing reaction small chamber, gene sequencing reaction bench and gene sequencing device

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